毕业设计（论文）_矿泉水瓶盖注塑模的设计

1、济源职业技术学院 毕 业 设 计题目 矿泉水瓶盖注塑模的设计 系别 机电工程系 专业 模具设计与制造 班级 模具0802 姓名学号指导教师日期 2021年12月 设计任务书设计题目：矿泉水瓶盖注塑模的设计设计要求：确定合理工艺方案设计合理的模具结构设计要全面介绍模具的工作原理内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高设计进度要求：第一至七周 技能训练第八周 搜集模具相关资料第九周 前期准备工作第十周 模具根本类型与工作局部零件尺寸计算第十一周 模具整体设计和绘制装配图第十二周 模具主要零件图的绘制第十三周 毕业论文的校核、修改第十四周 打印装订，准备辩论指导教师签名： 摘 要本次模具设计的内容是

2、“矿泉水瓶盖注塑模的设计。之所以选择这个设计题目主要有两方面意义：1、瓶盖是带螺纹的塑件，要求设计时要充分考虑到脱模的方式方法，多分型面结构以及点浇口方式的模具结构设计方法；2、瓶盖属中小型件，在我们的日常生活中有一定的普遍性和代表性，为今后的实用性模具设计奠定了根底，以更好的效劳模具制造业效劳社会。设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。其开始是从零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率确实定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算包括模具行腔型芯的计算及其公差确实定、注塑机参数的校核、模具结构设计、模具冷却、加热

3、系统计算、注射模标准件的选用及总装技术要求等内容。其中模具结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了模具的分型面选择、主流道及分流道的设计与布局，推出机构导向机构,铰链的设计等一系列模具的重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了塑料模具设计的全过程和加工实践的各种要点。希望本次设计为今后的工作奠定一个良好的根底。关键词：矿泉水瓶盖，注塑模，铰链，PP目 录 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc279072710 h II1 塑件工艺分析

4、PAGEREF _Toc279072711 h 11.1 塑件设计要求 PAGEREF _Toc279072712 h 11.2 塑件的材料特征 PAGEREF _Toc279072714 h 21.3 塑件材料确实定31.4 塑料的收缩率及密度确定 PAGEREF _Toc279072716 h 31.5 模具种类与模具设计的关系32 塑件注射工艺参数确实立52.1 计算塑件的体积和质量 PAGEREF _Toc279072719 h 52.2 制品壁厚 PAGEREF _Toc279072727 h 52.3 脱模斜度 PAGEREF _Toc279072733 h 52.4 圆角和螺纹设

5、计 PAGEREF _Toc279072749 h 62.5 尺寸精度 PAGEREF _Toc279072760 h 73 注射模的结构设计 PAGEREF _Toc279072764 h 93.1 分型面的选择 PAGEREF _Toc279072765 h 93.2 确定型腔的数目及排列方式 PAGEREF _Toc279072766 h 103.2.1 型腔数目确实定 PAGEREF _Toc279072767 h 103.2.2 型腔排列方式确实定103.3 浇注系统的设计 PAGEREF _Toc279072769 h 113.3.1 主流道的设计113.3.2 分流道的设计123

6、.3.3 浇口设计14导向机构的设计153.5 推出机构的设计163.6 拉料杆的形式选择 PAGEREF _Toc279072775 h 173.7 脱模机构的设计173.8 成型结构设计193.8.1 动作原理193.8.2 结构特点203.8.3 型腔和型芯的结构特点203.8.4 限距拉板机构设计204 模具设计的有关计算214.1 塑料注射及参数214.2 选标准模架214.3 型腔和型芯工作尺寸计算214.4 凹模型腔侧壁厚度和底板厚度计算235 注射机有关参数的校核255.1 最大注射量的校核255.2 注射压力校核255.3 模具与注射机装模部位相关尺寸的校核265.4 锁模力

7、的校核265.5 注射机开模行程校核276 模具冷却系统计算286.1 冷却回路所需的总面积计算286.2 冷却回路的总长度的计算296.3 冷却水体积流量的计算307 注射模零件及总装技术要求317.1 零件的技术要求317.2 总装技术要求31致 谢33参考文献34 1 塑件工艺分析1.1 塑件设计要求该产品用于各种矿泉水瓶上,对瓶体起到锁合的作用，其零件外形图如图1.1产品精度及外表粗糙度要求为一般精度,但在加工制造过程中要求各局部有一定配合精度关系。产品为大批量生产，故设计的模具要有较高的注塑效率，浇注系统要能自动脱模，可采用点浇口自动脱模结构。由于该塑件要求批量大，所以模具采用一模四

8、腔、组合型腔结构、浇口形式采用点浇口，以利于充满型腔。相对于大塑件可采用相对于小的塑件大的分流道，以到达同时充模的效果。 图1. 零件图此塑件上有三个尺寸精度要求：零件上有多个尺寸有260.52；120.28；壁厚2mm,均为MT6级塑料精度，属于中等精度等级，在模具设计和精度要求，分别是：300.75；制造过程中要严格保证这些尺寸的精度要求。其余尺寸均无精度要求，为自由尺寸，可按MT10级精度查取公差值。塑件颜色：蓝色瓶盖形状如上图，整体尺寸如上图。瓶盖为底面半径15mm高12mm，瓶盖属于外部配件，外表精度要求较高，尺寸精度要求不高，内孔为螺纹制件，需保证其螺纹顺利旋合 该塑件尺寸中等且要

9、求塑件外表精度等级较高，无凹痕。采用点浇口流道型腔注射模可以保证其外表精度。内螺纹依靠分瓣式可涨缩型芯来成型，模具分三次分型，采用拉板限距式。 该塑件为批量生产，且塑件的形状较复杂。为了加工和热处理，降低本钱，该塑件采用活动型芯的镶件结构，简化结构，降低模具的本钱。1.2 塑件的材料特征聚丙烯PP /cm,是目前所有塑料中最轻的品种之一。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、但它对水特别稳定，在水中24h 的吸水率仅为0.01%,成型性能好，制品外表光泽好，易于着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性能，如卓越的介电性能，耐水性、化学性能稳定。宜于成形加工等；还具有聚乙烯所没有的许多性能，可制做铰链，有教

10、高的抗弯曲疲劳强度，如盖和本体合一的各种容器，经过7x107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象，但其在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须参加防老化剂。2力学性能 聚丙烯的结晶性高，结构规整具有优良的力学性能，有突出的抗弯曲疲劳强度。3热性能 它熔点为164-170，制品能在100以上的温度进行消毒灭菌，在不受外力作用时150不变形，脆化温度-35。主要用途：可用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件；可作为各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里，外表涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。成形特点：成形收缩范围及收缩率大，易发生缩孔，凹痕、变形、方向性

11、强，流动性极好，易于成形；热容量大，注射成形必须设计能充分进行冷却的冷却回路；注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为80度左右，不可低于50度，否那么会造成成形塑件外表光泽差，产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲或变形。1.3 塑件材料确实定考虑到矿泉水瓶盖的工作环境以及所受的力的大小来看，其在工作过程中需要频繁的开合，所以综上各种塑料的性能来考虑，聚丙烯PP具有以上工作环境所需的性能，为此确定使用材料为：聚丙烯PP 1.4 塑料的收缩率及密度确定表1.材料性能参数材料代号密度-3收缩率%模具温度注射压力P注Mpa最大不溢料间隙/mmPE940-

12、96060-7060-100PP900-91080-9070-100ABS1030-107050-8060-100PVC138030-6080-130由表1.知聚丙烯PP的收缩率1.0-2.5% 。由聚丙烯的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率大，所以在选择聚丙烯的收缩率时应考虑使用大的收缩率确定收缩率值为1.8% ，其平均密度为/cm3 。1.5 模具种类与模具设计的关系不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。 表2.塑料种类与模具设计关系塑料特征考前须知聚丙烯PP结晶型点浇口增大塑料熔体的剪切速率，流动性增加

13、冷却速度快流动性好具有铰链性能尽量采用点浇口，尤其是大平面塑料制品浇注系统散热面积要小，以降低冷却速度，保证塑料顺利充填型腔塑件的成型要求：化学性能稳定，宜于成形加工等，闭合弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件外表要求无飞边或缩孔现象。塑料成型工艺参数：模具温度：40-60喷嘴温度：190-220料筒温度：前段温度：200-220 中段温度：220-240 后段温度：180-210注射压力：4080MPa注射机类型：螺杆式保压压力：50-60 MPa喷嘴形式：直通式注射时间：05S保压时间：2060S冷却时间：1550S成形周期：40120S2 塑件注射工艺参数确实立 计算塑件的体积和质量制品的

14、体积计算： 制品的质量计算： 2.2 制品壁厚塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。热塑性塑料的壁厚一般为2-4mm，小塑件取偏小值，中等塑件取偏大值，大塑件可以适当的加厚。塑件最小壁厚取决于塑料的流动性。最小壁厚与流程的关系： 根据热塑性塑料壁厚推荐值：聚丙烯最小壁厚，最大壁厚，推荐壁厚。本设计中采用，满足壁厚要求。2.3 脱模斜度塑件在模塑成型过程中，塑料从融融状态转变为固态，将会产生一定量的尺寸收缩，从而使塑件紧紧地包在模具型芯或型腔中凸起局部。为此必须考虑塑件内外壁有足够的脱模斜度。聚丙烯个情况下脱模斜度见下表。 图2. 脱模斜度示意图表3.聚丙烯选用脱模斜度工

15、程最小脱模斜度一般情况特殊情况一般情况32脱模斜度不能太大时 本塑件采用：外外表30-50；内外表35-1的脱模斜度，满足要求。 圆角和螺纹设计在塑件的角隅处，既内外外表的交接转折处，加强筋的顶端及根部等处都应有设计成圆角，而且圆角的半径不应小于。凡能设计成圆角的均设计成圆角，有一系列好处。在塑件成型时熔料流动阻力小，有利于改善流动冲模特性。可以防止因塑料收缩而导致的塑件变形或者因锐角而引起的应力集中，使塑件的强度增大，模具使用寿命延长，塑件外形也因圆弧过渡而显得更为美观。本塑件参考下表设计圆角为1mm。 表4.塑料内外边缘处的最小许可圆角半径塑料名称最下许可圆角聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯聚酰胺

16、、聚丙酰胺酚醛塑料、氨基塑料 用于塑件的螺纹通常有普通米制螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹、圆弧形螺纹等，在设计时需满足以下两个方面的要求：1保证塑件螺纹顺利脱模；2保证塑件及螺纹的强度；本塑件采用普通米制可满足这两方面的要求。 尺寸精度1根据SJ1372表查的pp制品一般为6级精度，所对应的模具精度为IT10级，塑件公差数值为。根据GB/1800.3-1998查得注射成型零件的标准公差数值为：根本尺寸18mm-30mm，模具精度IT10，其成型零件的公差数值为。影响制品尺寸误差的因素及其控制：引起制品产生尺寸误差的原因有很多，但制品尺寸可能出现的误差主要是如下五个方面因素综合作用的结果。

17、 式中 因采用的成型收缩率不准确引起的制品尺寸误差； 因制品的成型收缩波动引起的制品尺寸误差； 模具成型零件的制造偏差； 成型零件的磨损引起的制品尺寸误差； 模具活动零件的配合间隙引起的尺寸误差；1制品的成型收缩率 换算后式中 -室温时模具成型零件的尺寸； -室温时制品的尺寸。2成型零件的制造偏差 在实际生产中，一般要不大于制品尺寸公差的，模具成型零件工作尺寸的公差，由模具精度等级和尺寸段决定，工作尺寸越大，实际制造偏差越大，其相应的制造公差也越大。与的关系：塑件根本尺寸0-50，/=。3成型零件的磨损 根据经验，在生产中实际注射25万次，型芯径向尺寸磨损量约为。4模具活动零件配合的间隙影响

18、在模具成型零件工作尺寸计算时，必须保证证件制品总的尺寸误差不大于制品尺寸允许的误差,既3 注射模的结构设计3.1 分型面的选择如何确定分型面，需要考虑的因素比拟复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌见位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比拟，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原那么： 1保证塑料制品能够脱模这是一个首要原那么，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原那么，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且

19、此平面与开模方向垂直。分型面的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。2使型腔深度最浅模具型腔深度的大小对模具结构与制造有如下三方面的影响：1目前模具型腔的加工多采用电火花成型加工，型腔越深加工时间越长，影响模具生产周期，同时增加生产本钱。2模具型腔深度影响着模具的厚度。型腔越深，动、定模越厚。一方面加工比拟困难；另一方面各种注射机对模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜过大。3型腔深度越深，在相同起模斜度时，同一尺寸上下两端实际尺寸差值越大。假设要控制规定的尺寸公差值越大。假设要控制规定的尺寸公差，就要减少脱模斜度，而导致塑料脱模困难。因此在选择分型面时应可能使型

20、腔深度最浅。 3使塑件外形美观，容易清理尽管塑料模具配合非常精密，但塑件脱模后，在分型面的位置都会保存有一圈毛边，我们称之为飞边。即使这些毛边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故分型面应防止设在塑件光滑外表上。如图3的分型面a位置，塑件割除毛边后，在塑件光滑外表留下痕迹：图3的分型面b处于截面变化的位置上，虽然割除毛边后仍有痕迹，但看起来不明显，故应选择后者。4尽量防止侧向抽芯 塑料注射模具，应尽可能防止采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合精度，且耗时耗材，制造本钱显著增加，故在万不得已的情况下才能使用。5使分型面容易加工分型面精度是整个模具精

21、度的重要局部，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应该是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证，易造成溢流飞边现象。6使侧向抽芯尽量短抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。7有利于排气 对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原那么，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而不把型腔封闭。 综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。中选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺

22、点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。本设计中采用在瓶盖口最大截面出处设置分型面。 确定型腔的数目及排列方式 型腔数目确实定为了提高生产率，保证塑件精度，模具设计时应合理确定型腔数目。1确定型腔数目常用方法：1)按注射机的最大注射量确定；2按注射机的额定锁模力确定；2本设计中按制品精度要求初选型腔数：1当塑件精度为3级和3a级，重量为5g，注射模型腔数取为4-6个；塑件为一般精度4-5级，重量为12-16g，型腔数取8-12个；重量为50-100g，型腔数取4-8个；3塑件精度为7-9级，型腔数比4-5级精度的塑件最多增值50%。本塑件精度等级为6级，重量为3g，考虑技

23、术不是很成熟，生产批量为中小批量，故此型腔数初选4个。 型腔排列方式确实定1尽可能采用平衡式排列 平衡式浇注系统可确保塑件质量均匀一致和稳定。2型腔布置和浇口开设部位应力求对称 可防止模具承受偏载产生溢料，影响冲模效果和塑件质量。3尽量使型腔排列紧凑 可减少模具的外形尺寸。模板总面积小，可节省钢材，减轻模具质量。因此优化型腔布局就显得格外重要，本设计中由于采用四腔，可设计成平衡式。采用排列方式如下列图所示。 图3. 型腔的排列图 3.3 浇注系统的设计 浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中冲模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注射机

24、喷嘴开始，到型腔入口为止的塑件熔体的流动通道，或在此通道内的冷凝的固体塑料。 普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几局部组成。 主流道的设计主流道设计应注意的问题：1 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角 粗糙度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 2 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选 用优质材料单独加工和热处理。 3 衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位隙作用。 4 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退出，可设计定住 。 5 直角式注射机中，主流道设计在分

25、型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。 主流道与喷嘴的接触处多做成半球形的凹坑。二者应严密接触以防止高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1-2mm；主流道小端直径应比-1mm，常取4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大mm以上，其锥角不宜过大一般取2-6，但近年来有趋向于小锥度的趋势。热塑性塑料的主流道，一般由交口套构成。计算主流道的直径公式为： 式中 主流道大端直径mm 流经主流道的熔体体积 因熔体材料而异的常数查表得PP材料值取4经计算在本设计中小端取直径为5mm，大端取直径为8mm 分流道的设计分流道的截面形状有：圆形、梯形、u形、半圆形、矩形；分

26、流道的长度应尽可能的短，少弯折的减少压力损失和热量损失；分流道的外表粗糙度为。表5.分流道截面形状和特征比拟截面形状特征热量损失加工性能流动阻力效果圆形小较难小最正确U形较小易较小良矩形大易大不良通过以上截面形状的比照，显然圆形截面形状效果最正确，但其加工较难，为此选用U形截面形状。多腔模中，分流道的排布： 1.平衡式和非平衡式： 平衡式：分流道的形状尺寸一致。 非平衡式：a、靠近主流道浇口尺寸设计得大于远离主流道的浇口尺寸。 b、分流道不能太细长，太细长，温度，压加体大会使离主流道较远的型腔难以充满。 c、一般需要屡次修复，调理到达平衡。 d、即使到达料流和填充平衡，但材料时间不相同，制品出

27、来的尺寸和性能有差异，对要求高的制品不宜采用。 e、非平衡式分布，分流道长度短 。 f、如果分流道较长，可将分流道的尺寸头沿熔体前进方向稍征长作冷料穴，使冷料不致于进入型腔。 g、分流道和型腔布置时，要使用塑件投影面积总重心与注塑机锁模力的作用线重合。分流道计算经验公式 式中 b梯形大底边宽度， h梯形的高度， 故 U形分流的侧面斜角常取5o10o，此取斜角为6o 。分流道截面形状采用U形且平衡分布，因为U形分流道热量损失较小，易加工，效率较高且可保证各型腔均衡进料，从而保证塑件质量。 在本设计中采用U型截面的分流道，对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑件，可用下述经验公式确定分流道的直

28、径： 式中 分流道直径mm 塑件的质量g 分流道的长度mm最终确定分流道长度35mm，直径3mm，采用平衡式布置，一模四腔。 浇口设计浇口的作用是使料流加速，并控制衬料时间，控制料流状态。常用的截面形状有圆形和矩形两种。浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。浇口不仅对塑件熔体的流动性和充模特征有关，而且与塑件的成形质量有着密切的关系。因此浇口的形式与塑料品种要相互适应。鉴于盒盖的具体结构，选择点浇口。根据各种浇口的特征比拟可以看出点浇口的各种优越性能，其浇口特征如下：点浇口的特征：1.形状简单，便于加工，而且尺寸精度容

29、易保证2.试模时，发现不适当，容易及时修改5.对于壳体类塑件，流动填充效果较佳。基于塑件的特点和点浇口的特征来看选择点浇口。点浇口的直径计算公式 式中 点浇口的直径 表6.塑料种类对应的n值塑料种类PVCPE/PSPPPCPOMPVAVn值依塑件壁厚而异，系数型腔外表积 故 ，表7.点浇口尺寸参数 塑件厚度塑料种类对于设计的瓶盖，由于其内形状虽然规那么但较复杂，属于小批量生产。故宜采用双分型面点浇口。点浇口的特点1交口位置限制小；2去除浇口后残留痕迹小，不影响外观；3开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作；4模具必须采用三板式；5对于投影面积大的塑件及容易变形的塑件应采用多点浇口，以免翘曲。

30、当动定模合拢后就构成了型腔，为了保证动定模合拢时的导向机构合模导向机构。合模导向机构在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合拢时，都有一个唯一的准确方位，从而保证型腔的正确形状；二是导向作用，引导动定模正确闭合，防止凸模式型芯先进入型腔而损坏；三是承受一定的侧压力，在成行过程中承受单向侧压力。导向机构主要由导柱和导套组成。 图4. 导柱导套的配合形式3.5 推出机构的设计塑件在模腔中成形后，便可以从模具中取下，但在塑件取下以前，模具必须完成一个将塑件从模腔中推出的动作，模具上完成这一动作机构称为脱模推出机构。推出机构的组成：第一局部是直接作用在塑件上将塑件推出的零件；第二局部是用来固定推出零件

31、的零件，有推杆固定板、推板等；第三局部是用作推出零件推出动作的导向及和模时推迟推出零件复位的零件。推出机构应使塑件脱模时不发生变形或损伤塑件的外观；推力的分布依脱模阻力的大小合理合理安排；推出机构的结构力求简单，动作可靠，不发生误动作，和模时要正确复位。推板结构的设计：推板一般适用于塑料制品比拟高，难于脱模的塑料注射模具。推扳与凸模接触局部应设有一定的斜度，一般为，这样可减少推板与凸模壁的摩檫.推管结构设计:根据该塑件的特性,推管须和其它推出元件联合使用.才能够合理的推出.使用推管的优点是推出动作均匀、可靠、塑料制品上不留明显痕迹。 图5.推杆的形式3.6 拉料杆的形式选择拉料杆可分为球形拉料

32、杆、z形拉料杆和薄片式拉料杆，根据对各种拉料杆的比照分析和对本模具成型特点考虑用z形拉料杆。 图6. 拉料杆的形式 脱模机构的设计在注射成型的每一循环中，都必须是塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件和浇注系统的机构称为脱模机构。脱模机构的动作包括脱出和取出，即首先塑件和浇注系统凝料等与模具松动别离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。由于本塑件带有内螺纹，所以需要设计螺纹局部的脱模机构。在本设计中采用非旋转脱出方式-分瓣可涨缩型芯。这种组合型芯在国外是一类批量生产的标准件，用来成型中小型塑件，型芯中心有一锥形杆，当中心锥形杆插入后型芯各瓣紧密排成一圈，将螺纹线加工成在外外表，成型

33、后先抽回中心锥形杆，型芯各瓣由于弹性向内侧间隔错开回缩而与塑件别离，缩回距离为e这种结构需配合推件板使用。故在设计当中采用推杆推板联合脱出方式。从瓶盖的具体形状和结构来看，其尺寸不大，因此，采用四杆推出即可。普通的圆形顶杆按GB/T4169.1-1984选用，均可满足要求。查表7-13，选用10mm59mm型号的圆形顶杆四根。推板厚度为15mm。 成型结构设计.1 动作原理图7. 装配图该注塑模具采用点浇口式三分型面模具。开模时，在第一分型面首先开始分型，主流道凝料被拉出主流道，分流道凝料断留在定模板里，在定距拉板的限距作用下完成第一次分型同时第二分型面开始分型，塑件包夹在型芯上向动模方向移动

34、同型腔别离，点浇口被拉断，浇注系统凝料自由脱落，同样在限距拉板的限距作用下完成第二次分型，此时动模继续向后移动开始第三次分型，此次分型将完成型芯棒与型心套的别离，型芯棒抽出后型心套的瓣膜会自动向内收缩，使成型螺纹型芯与塑件离开一定间隙。推板由于推杆在液压机构的作用下将塑件从螺纹型心套上推下，人工再将其收起进行冷却、检验、装箱。最后模具各部件在注射机作用下进行下一次注射。.2 结构特点 成型局部：由动模型芯10、锥形杆7来形成塑件产品的内部结构，由型腔板16来形成塑件产品的外部结构。浇注系统：采用点浇口结构，脱落浇注系统凝料需一定开模行程。由限距拉板确定分模行程。脱模机构：采用推杆26和推板8联

35、合脱出塑件。导向机构：此注塑模中的导向局部主要有两种：一是动、定模之间的导柱24和导向21，二是定模座板和定模板之间以及和推板之间采用小导柱15来完成。排气系统：分型面排气。.3 型腔和型芯的结构特点 鉴于瓶盖的特殊结构，瓶盖注塑模具的成型零件包括：动模型芯瓣、锥形杆、型腔。这样选择的原因在于：盒盖的外形虽然规那么，但内部结构复杂。因此采用分瓣可涨缩型芯。采用旋转型芯来脱模势必要增加齿轮齿条或借助外动力来旋转型芯这样增加了模具本钱和大量的计算造成繁重的工作量影响模具设计周期，和加工周期。综上所述本模具采用简单的分瓣可涨缩型芯。技术要求：锥形杆的头部直径和锥度均要大于外型芯瓣，要起到涨缩的作用。

36、.4 限距拉板机构设计 1 限距的计算 为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料同时还要保证型芯中锥形杆的抽出距离，对于三分型面注射模具，需要在开模距离中增加两次限距，一次定模板与中间板的分开距离，二次定模与动模之间的分开距离。一次分开的大小应该保证可以方便的取出流道内的凝料。凝料的长度为d=40mm，因此，a42mm。第二次应保证塑件的脱出，应为塑件高度的二倍=2h=212=24，因此26。 2 限距拉板的选择 限距拉板的长度 s=45+45+20+30+20=160mm。限距拉板的宽度 采用一块拉板两次限距，所以 S=3搭边值+2螺栓直径+4=30mm。4 模具设计的有关计算4.1

37、塑料注射及参数 查?模具设计与制造简明手册?P.103.表2-33热塑性塑料注射机型号和主要技术规格，根据2注射所得的总体积和质量可初选SZ-68-40机。塑料注射机参数的规格如下表 表8.注射机根本参数螺杆直径mm30实际注射量g68塑化能力g/s注射速率g/s78注射压力mpa123螺杆转速(r/min)40-250螺杆行程mm110锁模力KN400模板行程mm220模具最小厚度(mm)130模具最大厚度mm240最大开距mm460模板尺寸mm410390顶出行程mm40喷嘴球半径mmSR18喷嘴空直径mm44.2 选标准模架 根据以上分析，计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和

38、规格。模具设计手册选用A3-200200-Z2型模架，定模板厚度：A=25mm； 动模板厚度：B=20mm; 垫块厚度：C=60mm； 模具厚度：H=25+A+B+32+C+25=215mm 模具外形尺寸：200mm200mm215mm4.3 型腔和型芯工作尺寸计算影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面：1零件的制造公差2设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动：3模具使用过程中的磨损。以上三方面的表述如下：1制造误差：z=ai=a0.45+0.001D其中 D被加工零件的尺寸，可被视为被加工模具零件的成型尺寸； z成型零件的制造公差值； i公差单位； a精

39、度系数，对模具最常用的精度等级；2成型收缩率波动影响其中， Scp塑件成型收缩率 LM模具成型尺寸 LS塑件对应尺寸3型腔磨损对尺寸的影响)，而对于大的模具那么应取六分之一以下。但实际上对于聚丙烯、尼龙等塑料来说对模具的磨损是很小的，对小型塑件来说，成型零件磨损量对塑料的总误差有一定的影响，而对于大的塑料来说影响很小。在以上理论根底上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸：制品为6级精度，公差数值为。查得聚丙烯PP的平均收缩率为Scp=1.5%；考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求，模具的制造公差等级取IT10级，直径18-30mm，公差数值为：凹模径向尺寸 式中：凹模径向名义尺寸最小尺寸 所采

40、用的塑料平均成型收缩率，取1.5% 制品的名义尺寸最大尺寸 修正系数，x=0.5精度不高时 模具制造公差取 制品公差负偏差 2)型芯径向尺寸 式中: 制品名义尺寸最小尺寸3凹模深度尺寸 4型芯高度尺寸 其余局部尺寸按照收缩率相应地缩放。4.4 凹模型腔侧壁厚度和底板厚度计算注射模具长时间承受交变负荷，并且伴有温度冷热交替，工作环境恶劣，工作状态下所发生的弹性变形或塑性变形，对宿建德质量有很大影响，因此，模具必须具有足够的强度和刚度。1侧壁厚度计算 式中 凹模侧壁的理论宽度mm 凹模型腔的深度cm 凹模型腔内的熔体压力mpa 凹模长边侧壁的允许弹性变形量cm，对于一般塑件 y= 系数，查得 钢材

41、的抗拉弹性模量mpa，预硬化塑料模具钢 h= y= c=0.8 在实际设计当中我们采用壁厚2mm完全可以满足要求。 2整体凹模无支撑板时，底部厚度的计算 式中 -凹模底部的厚度cm -凹模型腔的短边长度cm -凹模底部中央允许的弹性变形量cm 在实际设计当中，我们采用底部厚度为0.8cm，完全满足要求。5 注射机有关参数的校核5.1 最大注射量的校核塑件的质量必须与所选择的注射机的最大注射量相适应，否那么会影响塑件的生产和质量。假设注射量过大，注射机利用率降低，浪费材料，而且可能导致塑料分解；最大注射量小于塑件的质量，就会造成塑件的形状不完整或内部组织疏松，以及塑件强度下降等缺陷。为了保证正常

42、的注射成型，注射机的最大注射量应稍大于塑件的质量以及流道凝料质量的总和。通常注射机的实际注射量最好在注射机的最大注射量的80%以内。当塑件注射成型机最大注射量以最大注射容积标定时，按下式校核： 式中 -塑料注射成型机最大注射容量，mm； -塑件的体积包括塑料制品、浇道凝料和飞边，mm；-一个塑件的体积，mm； -型腔数； -塑料注射成型机最大注射量的利用系数，取=0.8； 故由上式得： 满足要求。5.2 注射压力校核 注射压力校核的目的是校核注射机的最大注射压力能否满足塑件成型的需要。注射机最大注射压力应稍大于塑件成型需要的注射压力。即： 式中 注射机的最大注射压力mpa 塑件成型所需要的注射

43、压力mpa故由上式得：123mpa65(mpa) 满足要求。5.3 模具与注射机装模部位相关尺寸的校核 各种型号的注塑机安装部位的形状尺寸各不相同。设计模具时应该校核的主要工程有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安装的螺钉位置尺寸等。现校核如下：1喷嘴直径：主流道始端口径5mm喷嘴孔直径4mm；符合要求。2 最大模厚与最小模厚的校核：从模具装配图中可以看出：模具厚度为215mm最小130，最大240，符合要求。3模板平面尺寸和模具安装用螺钉位置尺寸校核；动模座板和定模座板的尺寸均是240mm200mm，均小于注塑机四根棱柱之间的尺寸值，符合要求。5.4 锁模力的校

44、核锁模力是指当高压熔体充满模具型腔时，会在型腔内产生一个很大的力，力图使模具分型面涨开，其值等于塑件和流道系统在分型面上总的投影面积乘以型腔内塑料压力。作用在这个面上的力应小于注塑机的额定锁模力F，即： 式中 -注射机的公称锁模力N -模内平均压力型腔内的熔体平均压力mpa，一般为mpa； -塑件、流道、浇口在分型面上的投影面积之和，mm； -注射压力在型腔内所产生的作用力。 故由上式得： 所以，锁模力符合要求。5.5 注射机开模行程校核 注塑机开模时的行程是有限的，取出制件所需要的开模距离必须小于注塑机的最大开模距离。开模距离可分为两类情况校核：一是注塑机最大开模行程与模厚无关；另一种是注塑

45、机最小开模行程与模厚有关。我们的校核应该按照第一种情况来校核，其校核依据为： 式中 -注塑机最大开模行程mm -塑件脱模推出距离距离mm -塑件高度，包括浇注系统在内mm -锥形杆抽出距离mm -取出凝料所需要的最短距离mm 故有上式得： 到此，注塑机的各项相关工艺参数均已校核通过。 完成了模具设计的根本结构设计与计算校核过程。6 模具冷却系统计算冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量,使模具成形外表的温度稳定地保持在所需的温度范围内,并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通,无滞留部位.6.1 冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总外表积可按下式计算 式中

46、-冷却回路总外表积，-单位时间内注入模具中树脂的质量， -单位质量树脂在模具内释放的热量，值可查表； -冷却水的外表传热系数， -模具成形外表的温度，; - 冷却水的平均温度， 。 PP成形时放出的热量 故 冷却水的外表传热系数可用下式计算 式中 -冷却水的外表传热系数，; -冷却水在该温度下的密度， -冷却水的流速，; -冷却水孔直径, 表9.水的值与其温度的关系平均水温/5101520253035404556值 故 6.2 冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 式中 -冷却回路总长度，; -冷却回路总外表积，; -冷却水孔直径，。 故 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模

47、具，水孔的直径不能大于14，否那么冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2时，水孔直径可取1014。本模具取10 。所以由模具的长度可知需要排布8根水道才满足冷却水道长度要求。图8.冷却水道排布图6.3 冷却水体积流量的计算塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假设塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量那么可由公式计算： 式中 -冷却水体积流量，; -单位时间注射入模具内的树脂质量，

48、; -单位质量树脂在模具内释放的热量，; -冷却水比热容，; -冷却水的密度， -冷却水出口处温度， -冷却水入口处温度， 。当注射成形工艺要求模具温度在80以上时，模具必需有加热装置，由于PP注射成形工艺要求模具温度在4080，因此模具中不用设置加热装置即可满足需要。7 注射模零件及总装技术要求7.1 零件的技术要求11选用标准模架和标准件。模具成形零件 材料和热处理要求，优先按表7.1内容选用。表10.模具成形零件优先选用材料和热处理硬度参数零件名称模具材料热处理硬度牌号标准号HBSHRC型腔、型芯定模镶件、动模镶件、活动镶件Q235GB69921626040454CrGB30772162

49、60404540CrNiMOAGB307721626040453Cr2MoGB1299预硬状态35454Cr 5MoSiV1GB129924628045553Cr13GB122024628045557.2 总装技术要求表11.总装技术要求条目编号条目内容123模具所有活动局部应保证位置准确动作可靠，不得有歪斜和卡滞现象。要求固定的零件不得相对窜动4塑件的嵌件或机外脱模的成形零件在模具上安放位置应定位准确、安放可靠，具有防止错位措施5流道转接处应光滑圆弧连接、镶拼处应密合，浇注系统外表粗糙度为Ra6热流道模具，其浇注系统不允许有树脂泄露现象7滑块运动应平稳，合模后镶块应压紧，接触面积不少于3/4

50、，开模后定位准确可靠8合模后分型面应紧密结合，成形部位的固定镶件配合处应紧密贴合，其间隙应小于塑料的额最大不落料间隙，其值应符合如下规定：塑料流动性好一般较差塑料间隙/mm9冷却加热不包括电加热系统应畅通，不应有泄漏现象10气动式液压系统应畅通，不应有泄漏现象11电气系统应绝缘可靠，不允许有漏电式短路现象。12在模具上装有吊环螺钉时，应用符号GB825的规定。13分型面上应尽可能防止有螺钉式销钉的穿孔，以免积存溢料。致 谢王者山依旧，济水细长流！转眼间，我已在王屋山下的济源职业技术学院度过了三年时光。三年的学习生活转眼即逝，在外求学经历的坎坷使我慢慢成熟，对在过去的日子里曾给予过我鼓励、帮助的

51、人们我满怀感谢，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。整整一个月的时间我们的毕业设计作品终于完成了。此次毕业设计的顺利完成,我要大力感谢我们的指导老师王军锋老师，他严谨细致治学态度、一丝不苟的工作作风、渊博的学术知识、和蔼大度的学者风范一直是我工作、学习中的典范；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。我对王老师耐心细致的讲解、给我们提供相关的材料表示大力的感谢。老师不仅从一开始就非常关注我们的设计,而且在他很忙的情况下还帮我们指导,我们打 发短信，老师也会耐心给我们回复。我们对此衷心的感谢!同时还要感谢三年当中对我进行教育的各位老师,没有他他们的培养也不可能有今天的我

52、们顺利完成。通过三年课程的认真学习，我们在此根底上利用所学东西顺利进行并完成了设计。在此，对王老师以及三年当中对我进行教育的各位老师，表示我最真诚的尊敬和最诚挚的感谢。 回首三年大学生活，与优秀同学一起学习生活，让我在竞争中获益；向优秀的师长获取知识和做人的道理，让我不断进取。正如校训“明德、励志、勤勉、精艺所言，我们在这样的学习环境下，无论是在知识能力，还是在个人素质修养方面，我都受益匪浅。感谢同我一起走过大学三年的师长和同学，并祝福你们身体健康、工作顺利、天天开心。并向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。由于本人的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在

53、以后的工作、学习中不断以思考和完善。 钟嫣2021年12月参考文献1 塑料模设计手册编写组编著.塑料模设计手册.模具手册之二第二版.北京.机械工业出版社，19942 齐卫东.塑料模具设计与制造.北京.高等教育出版社，20043 付利.塑料模具技术手册.北京.机械工业出版社，19974 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海.上海科学技术出版社，1985 5 李秦蕊.塑料模具设计.西安.西安工业大学出版社，19886 李德群.塑料成型模具设计.武汉.华中理工大学出版社，19907 张如彦.塑料注射成型与模具.北京.中国铁道出版社，19878 冯爱欣.塑料注射模具机构与结构设计.北京.机械工业出版社，19979 申开智.塑料模具设计与制造。化学工业出版社，200610 陈锡栋.周小玉.实用模具技术手册.北京.机械工业出版社,200211 屈华昌.塑料成形工艺与模具设计.北京.机械工业出版社，199612 许发樾.模具标准应用手册.北京.机械工业出版社，199413 塑料模具技术编委会.塑料模具技术手册.机械工业出版社，200514 李学军.模具常用机械设计.北京.机械工业出版社，2003